芯潮（ID：aichip001）文 | 云鹏

苹果10月29日凌晨发布的AirPods Pro，在保证小体积的基础上实现了丰富的功能和持久的续航，其创新的SiP（System-in-Package）封装工艺和自研H1芯片至关重要。

本次我们将解读SiP封装工艺的基本原理、技术核心以及工艺难点，同时针对这颗强劲的“芯脏”H1，围绕AirPods Pro的众多功能展开分析。

一、通过3D结构提升空间利用率

▲SiP封装工艺概念图，图片来源：半导体行业观察

SiP其实是基于SoC发展出来的封装技术，但相对于SoC，它的升级迭代更加灵活，适合轻小型电子产品的快速落地生产。SiP通过芯片与芯片，或芯片与器件模组的组装，形成一个完整的封装体，就像它的名字一样，是一个“Package”。

如何理解SiP呢？我们可以把它理解为“立体停车场”。每一个芯片和功能模组都可以理解为一辆车，如何在确定的面积上停放更多车辆，那3D结构此时一定会优于2D平面。

SiP工艺在占用面积不变的前提下，将更多的芯片和模组有机结合，形成一个“打包解决方案”，提供更强的性能和更加丰富的功能。交通不再只有“汽车”，还会有“地铁”和“飞机”。

根据歌尔声学的相关报告数据显示，SiP工艺的应用可以将部分TWS耳机的器件整体尺寸减小50%，其中就包括2016年9月发布的AirPods。歌尔声学三年以来一直是苹果AirPods系列的SiP封装代工厂。随着以歌尔声学为代表的国内企业不断推进SiP封装工艺的成熟，TWS耳机应用SiP工艺来获得更加轻小的体积和更加强大的性能，应该是大势所趋。

供应链的成熟和旺盛的市场需求，是各大TWS耳机厂商选择的关键因素，而轻巧与性能的兼顾也是TWS耳机永恒探索的主题。

二、如何做好“连接”是关键问题

将各类芯片和模组通过3D结构组装在一起，并不是堆积木那么简单。

打线接合(Wire Bonding)是常见的芯片封装连接方式。而SiP封装工艺的采用，会让芯片与模组之间的走线空间因为层叠而被大大缩小，因此在部分地方就要采用工艺难度更高的覆晶技术(Flip Chip)。通过将覆晶技术和打线接合两种方式相结合，完成芯片内的互联，这也是SiP封装工艺中的关键技术之一。

▲SiP封装的几种结构和解决方案示意图

三、SiP工艺带来的先天优势

通过SiP封装工艺，AirPods Pro可以将核心系统的体积大幅缩小，功耗降低，但同时保持众多优势。

封装结构可以减少芯片和模组的外露，提高机械强度和耐腐蚀性；相比SoC封装，SiP的验证也相对简单，因为每个芯片和模组是独立已验证完的，只需要检查它们之间的连接即可，大大降低了工业量产成本。

空间利用效率高无疑是最大特点，也是小巧的耳机采用SiP的主要原因，在单一封装体内，可以实现更多功能芯片和模组的有机结合。

四、强大的“芯脏”

▲通过SiP工艺封装的H1芯片模块

苹果的自研H1芯片，在2016年9月首次在AirPods上亮相，当时对于前代W1芯片，延迟降低达30%。AirPods Pro本次也采用了H1芯片，这颗芯片包含了10个音频核心，为AirPods Pro提供音质、降噪和低延迟上的支持。

关于H1芯片具体的制程工艺没有官方信息，但是根据外媒报道，H1芯片的算力相当于一部iPhone 4。

要知道，TWS耳机在带来“无线”便捷体验的同时，最常见的“槽点”就是延迟问题。而苹果H1芯片带来的低延迟体验，无论在观看视频还是竞技游戏中都赢得了用户的认可。

另外，如语音唤醒功能、不同设备之间的流畅切换以及对续航的优化，都与H1芯片密不可分。

结语：从用户中来，到用户中去的“黑科技”

不论是苹果工程师对于SiP封装工艺的精心打磨，还是对于自研芯片H1的执着优化，无疑体现着苹果对用户体验的高度重视。

AirPods Pro的轻小便捷、主动降噪、低延迟以及长续航等特点都是影响用户体验的重要因素。而这些点滴的用心汇聚起来，便成为了流入用户心中的细腻体验。

从用户中找到需求，用技术解决需求痛点，反哺用户，把用户体验始终放在心上，是每一家做产品的企业都应当坚持的。

近期我们会亲自体验AirPods Pro，近距离了解H1芯片、SiP封装技术、主动降噪功能的实际表现，届时也会带来更加详尽的评述，敬请期待！